በገሃዱ ዓለም አከባቢዎች ውስጥ የሮቦቲክ ክንዶችን ስራ ለማመቻቸት የሚያስችል በእፅዋት ተነሳሽነት ያለው ተቆጣጣሪ

ብዙ ነባር የሮቦቲክስ ሥርዓቶች የተወሰኑ ግቦችን ለማሳካት ባዮሎጂያዊ ሂደቶችን፣ የተፈጥሮ አወቃቀሮችን ወይም የእንስሳት ባህሪያትን በሰው ሰራሽ በሆነ መንገድ ከተፈጥሮ መነሳሳትን ይስባሉ። ምክንያቱም እንስሳት እና እፅዋት በተፈጥሯቸው በየአካባቢያቸው እንዲተርፉ የሚያግዙ ችሎታዎች ስላላቸው እና ይህም የሮቦቶችን በላብራቶሪ አሠራር ውጭ ያለውን አፈጻጸም ሊያሻሽል ስለሚችል ነው።

"ለስላሳ ሮቦት ክንዶች እንደ ኦክቶፐስ ድንኳኖች፣ የዝሆን ግንዶች፣ እፅዋት፣ ወዘተ በመሳሰሉት 'አጥንት በሌላቸው' ፍጥረታት ከሚታዩት የላቀ የማታለል ችሎታዎች መነሳሳትን የሚወስዱ የሮቦቲክ ማኒፑለተሮች አዲስ ትውልድ ናቸው።" ጥናቱ ለቴክ ኤክስፕሎር ተናግሯል። "እነዚህን መርሆች ወደ ምህንድስና መፍትሄዎች መተርጎም ታዛዥ እና ቀልጣፋ እንቅስቃሴን ለማምረት ለስላሳ የመለጠጥ ቅርጽ ያላቸው ተለዋዋጭ ቀላል ክብደት ያላቸው ቁሳቁሶች የተሰሩ ስርዓቶችን ያስከትላል. በእነዚህ ተፈላጊ ባህሪያት ምክንያት እነዚህ ስርዓቶች ከገጽታ ጋር የሚጣጣሙ እና አካላዊ ጥንካሬን እና በሰው-አስተማማኝ ክዋኔን በዝቅተኛ ዋጋ ያሳያሉ።

ለስላሳ የሮቦት ክንዶች ለተለያዩ የገሃዱ ዓለም ችግሮች ሊተገበሩ ቢችሉም፣ በተለይ ለጠንካራ ሮቦቶች የማይደረስባቸው ተፈላጊ ቦታዎች ላይ መድረስን የሚያካትቱ ስራዎችን በራስ ሰር ለመስራት ጠቃሚ ሊሆኑ ይችላሉ። ብዙ የምርምር ቡድኖች እነዚህ ተለዋዋጭ ክንዶች እነዚህን ተግባራት በብቃት እንዲወጡ የሚያስችሉ ተቆጣጣሪዎችን ለማዳበር በቅርቡ እየሞከሩ ነው።

"በአጠቃላይ የእንደዚህ አይነት ተቆጣጣሪዎች ተግባር በሮቦት ሁለት የስራ ቦታዎች ማለትም በተግባር-ቦታ እና በአንቀሳቃሽ ቦታ መካከል ትክክለኛ የካርታ ስራን በሚፈጥሩ የስሌት ቀመሮች ላይ የተመሰረተ ነው" ሲል ዶናቶ ገልጿል። "ነገር ግን የእነዚህ ተቆጣጣሪዎች ትክክለኛ አሠራር በአጠቃላይ በራዕይ-ግብረመልስ ላይ የተመሰረተ ሲሆን ይህም በቤተ ሙከራ አካባቢዎች ውስጥ ያላቸውን ትክክለኛነት የሚገድብ, የእነዚህን ስርዓቶች በተፈጥሯዊ እና ተለዋዋጭ አካባቢዎች ውስጥ መዘርጋትን ይገድባል. ይህ ጽሑፍ ይህንን ያልተዳረሰ ውስንነት ለማሸነፍ እና የእነዚህን ስርዓቶች ተደራሽነት ወደ ላልተዘጋጁ አካባቢዎች ለማራዘም የመጀመሪያው ሙከራ ነው።

ዶናቶ "ተክሎች አይንቀሳቀሱም ከሚለው የተሳሳተ ግንዛቤ በተቃራኒ ተክሎች በንቃት እና በዓላማ ከአንድ ነጥብ ወደ ሌላ ቦታ ይንቀሳቀሳሉ" በማለት ዶናቶ ተናግረዋል. "እነዚህ ስልቶች በጣም ውጤታማ ከመሆናቸው የተነሳ እፅዋት በፕላኔቷ ላይ ያሉትን ሁሉንም መኖሪያዎች ማለት ይቻላል ቅኝ ግዛት ማድረግ ይችላሉ, ይህ አቅም በእንስሳት ዓለም ውስጥ የለም. የሚገርመው፣ ከእንስሳት በተለየ፣ የእጽዋት እንቅስቃሴ ስልቶች ከማዕከላዊው የነርቭ ሥርዓት የሚመነጩ አይደሉም፣ ይልቁንም የሚነሱት በተራቀቁ ያልተማከለ የኮምፒዩተር ዘዴዎች ምክንያት ነው።

የተመራማሪዎችን ተቆጣጣሪ አሠራር የሚደግፈው የቁጥጥር ስልት የተራቀቁ ያልተማከለ አሠራሮችን ለመድገም ይሞክራል። ቡድኑ በተለይ ባህሪን መሰረት ያደረጉ አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ መሳሪያዎችን ተጠቅሟል፣ እነዚህም ያልተማከለ የኮምፒውተር ወኪሎችን ከታች ወደ ላይ በማዋሃድ።

"የእኛ ባዮ-አነሳሽነት መቆጣጠሪያ አዲስነት በቀላልነቱ ላይ ነው፣ ይህም ለስላሳው ሮቦት ክንድ መሰረታዊ ሜካኒካል ተግባራት አጠቃላይ ተደራሽነት ባህሪን የምንጠቀምበት ነው" ብለዋል ዶናቶ። “በተለይ፣ ለስላሳው ሮቦት ክንድ ብዙ ለስላሳ ሞጁሎች ዝግጅትን ያካትታል፣ እያንዳንዱም በራዲያላይ በተደረደሩ አንቀሳቃሾች በሶስትዮሽ የሚንቀሳቀሱ ናቸው። ለእንዲህ ዓይነቱ ውቅር ሲስተሙ ስድስት የመርህ መታጠፊያ አቅጣጫዎችን እንደሚያመነጭ ይታወቃል።

የቡድኑ ተቆጣጣሪውን ተግባር የሚደግፉ የኮምፒዩተር ወኪሎች የክብደት መጠንን እና የአንቀሳቃሹን ውቅረት ጊዜን በመጠቀም ሁለት የተለያዩ አይነት የእጽዋት እንቅስቃሴዎችን እንደገና ለማራባት ይጠቀሙበታል፣ እነሱም ሰርክንዩቴሽን እና ፎቶትሮፒዝም። ዑደት በተለምዶ በእጽዋት ውስጥ የሚስተዋሉ ማወዛወዝ ሲሆን ፎቶትሮፒዝም ደግሞ የእጽዋትን ቅርንጫፎች ወይም ቅጠሎች ወደ ብርሃን የሚያቀርቡ የአቅጣጫ እንቅስቃሴዎች ናቸው።

በዶናቶ እና ባልደረቦቹ የተፈጠረው ተቆጣጣሪ በእነዚህ ሁለት ባህሪያት መካከል መቀያየር ይችላል፣ ይህም የሮቦቲክ ክንዶችን በሁለት ደረጃዎች የሚሸፍነውን ተከታታይ ቁጥጥር ማግኘት ይችላል። ከእነዚህ ደረጃዎች ውስጥ የመጀመሪያው የአሰሳ ምዕራፍ ሲሆን ክንዶቹ አካባቢያቸውን የሚቃኙበት ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ የሚፈለገው ቦታ ወይም ነገር ለመድረስ የሚሄዱበት ደረጃ ላይ ይደርሳል.

ዶናቶ "ምናልባት ከዚህ የተለየ ስራ በጣም አስፈላጊው መነሳት ከላቦራቶሪ አካባቢ ውጭ አቅም ላይ ለመድረስ የቻሉት ለስላሳ የሮቦት መሳሪያዎች ለመጀመሪያ ጊዜ ነው" ብለዋል ዶናቶ. "በተጨማሪም መቆጣጠሪያው ለማንኛውም ለስላሳዎች ተፈጻሚነት ይኖረዋልሮቦትክንድ ተመሳሳይ የእንቅስቃሴ ዝግጅት አቅርቧል። ይህ በተከታታይ እና ለስላሳ ሮቦቶች ውስጥ የተካተቱ ዳሳሾች እና የተከፋፈሉ የቁጥጥር ስልቶችን ለመጠቀም የሚደረግ እርምጃ ነው።

እስካሁን ድረስ ተመራማሪዎቹ በሞጁል ኬብል የሚመራ፣ ቀላል ክብደት ያለው እና ለስላሳ የሮቦቲክ ክንድ በ9 ዲግሪ ነፃነት (9-DoF) በመጠቀም መቆጣጠሪያቸውን በተከታታይ ሙከራዎች ሞክረዋል። ከዚህ ቀደም ከታቀዱት ሌሎች የቁጥጥር ስልቶች በተሻለ ሁኔታ ተቆጣጣሪው ክንድ አካባቢውን እንዲያስስ እና የታለመበት ቦታ ላይ እንዲደርስ ስለፈቀደ ውጤታቸው በጣም ተስፋ ሰጪ ነበር።

ለወደፊቱ, አዲሱ መቆጣጠሪያ በሌሎች ለስላሳ ሮቦቶች እጆች ላይ ሊተገበር እና በሁለቱም የላቦራቶሪ እና የእውነተኛ ዓለም መቼቶች ውስጥ ሊሞከር ይችላል, ተለዋዋጭ የአካባቢ ለውጦችን ለመቋቋም ያለውን ችሎታ የበለጠ ለመገምገም. ይህ በእንዲህ እንዳለ ዶናቶ እና ባልደረቦቹ ተጨማሪ የሮቦት ክንድ እንቅስቃሴዎችን እና ባህሪያትን ለማምረት እንዲችሉ የቁጥጥር ስልታቸውን የበለጠ ለማዳበር አቅደዋል።

ዶናቶ አክለውም "በአሁኑ ጊዜ እንደ ዒላማ ክትትል, ሙሉ ክንድ መንታ, ወዘተ የመሳሰሉ ውስብስብ ባህሪያትን ለማስቻል የመቆጣጠሪያውን አቅም ለማሳደግ እየፈለግን ነው.